第2章_礦石品位與儲(chǔ)量計(jì)算(采礦學(xué))-講稿

1、第二章 礦石品位與儲(chǔ)量計(jì)算 學(xué)習(xí)目的：掌握儲(chǔ)量類別劃分的原則，儲(chǔ)量計(jì)算參數(shù)的確定，品位、礦量估計(jì)的斷面法和平面法等。假設(shè)你有意投資一個(gè)礦區(qū)，你會(huì)提出什么樣的問題？1、有多少噸礦石？2、能生產(chǎn)多少噸精礦？3、總投資多少？4、每噸礦能賺多少？5、投資環(huán)境如何？1、儲(chǔ)量估計(jì)問題？2、礦石品位估計(jì)問題？3、礦床開采方案問題？4、礦山技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題？5、地域和國際政局穩(wěn)定問題？第二章 礦石品位與儲(chǔ)量計(jì)算 第一節(jié) 儲(chǔ)量的分類 第二節(jié) 儲(chǔ)量計(jì)算參數(shù)的確定 第三節(jié) 品位、礦量計(jì)算的垂直斷面法 第四節(jié) 品位、礦量計(jì)算的水平斷面法 第五節(jié) 三維塊狀模型補(bǔ)充探礦知識(shí) 探礦四階段：勘探、詳查、普查和預(yù)查四個(gè)階段 普查三

2、法：一般地質(zhì)方法、物探、化探 礦床勘探、詳查：采用鉆探和坑探等手段確定礦床儲(chǔ)量的方法 一、普查_（補(bǔ)充） （一）、一般地質(zhì)方法 地質(zhì)測(cè)量法：就是把沿巖層或垂直巖層走向所追索到的和找到的各種地質(zhì)特征，標(biāo)記在地形圖上，編制成各種地質(zhì)圖，并對(duì)一切與成礦有關(guān)的地質(zhì)因素進(jìn)行全面系統(tǒng)的研究，圈定出可能找到礦床的地段。 礫石找礦法和重砂測(cè)量法：礦床風(fēng)化以后，形成的礫石和重砂所散布的面積較原來的礦床要大，通過追蹤這些礫石和重砂，并測(cè)量樣品的重砂含量，來尋找原生礦床。礫石找礦法和重砂測(cè)量法，可以找到有露頭的礦體，但不適用于隱伏在深處的礦體。 （二）、地球物理探礦法_（補(bǔ)充） 物探方法：當(dāng)?shù)V體與圍巖的物理性質(zhì)在磁

3、性、彈性、放射性、電性和密度等五個(gè)方面中至少有一個(gè)方面存在差異，并且這個(gè)差異能被儀器測(cè)到時(shí)，可分別選用相應(yīng)的磁性測(cè)量、地震測(cè)量、放射性測(cè)量、電法測(cè)量、重力測(cè)量等物探方法進(jìn)行找礦。物探就是利用各種巖石和礦物的物理力學(xué)性質(zhì)上的差異，在地表采用專門的儀器來尋找礦床的探礦方法。例如： 磁鐵礦具有磁性，可以用磁力儀在地表尋找由磁鐵礦引起的地磁異常尋找礦床； 含鎳、銅、鉛、鋅等硫化物，電阻率低、電化學(xué)性質(zhì)活潑，則可用各種電法儀器，在地表觀測(cè)電場(chǎng)分布尋找礦床。 （三）、地球化學(xué)探礦法_（補(bǔ)充） 化探原理就是通過地球化學(xué)異常來尋找礦體。 在礦體周圍的巖石、土壤、水流、氣體和生物中，有用元素的分布相對(duì)于礦體而言

4、品位低，但對(duì)整個(gè)地區(qū)而言卻呈現(xiàn)出相對(duì)集中，這就是礦化分散暈。 主要化探方法有：巖石測(cè)量（原生暈法）、水化學(xué)法、生物化學(xué)測(cè)量法、氣體測(cè)量法（氣暈法）、穩(wěn)定同位素法、土壤測(cè)量（次生暈法）等。 化探的技術(shù)手段是現(xiàn)代微量化學(xué)分析，即應(yīng)用現(xiàn)代靈敏、高速的化學(xué)分析和物理化學(xué)分析，如光譜分析等，來測(cè)定樣品中微跡元素的含量，發(fā)現(xiàn)一般地質(zhì)方法所不能見到的地質(zhì)異常。二、礦床勘探、詳勘_（補(bǔ)充）在礦床勘探階段，主要勘探手段是鉆探和坑探。鉆探：一般使用巖芯鉆，也有使用無巖芯鉆，用以追索和圈定礦體的輪廓 (尤其是深部的輪廓)，了解礦體和圍巖的埋藏條件及礦巖質(zhì)量等，應(yīng)用十分廣泛?？犹剑喊ㄌ讲?、淺井、勘探豎井、勘探斜井、

5、勘探平峒等。目的是為了直接了解地質(zhì)構(gòu)造、礦床的埋藏條件，或者為了要得到精確的地質(zhì)資料和高級(jí)儲(chǔ)量，或者為了檢驗(yàn)鉆探、物探、化探成果的可靠性。主要用于勘探埋藏條件復(fù)雜的礦體。三、礦床探礦結(jié)果圖_（補(bǔ)充）1、鉆孔地質(zhì)柱狀圖2、勘探線剖面圖3、水平平面圖4、總投影圖5、儲(chǔ)量計(jì)算圖等一、儲(chǔ)量分類意義：由于礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量分類是定量評(píng)價(jià)礦產(chǎn)資源的基本準(zhǔn)則，它既是礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量估算、資源預(yù)測(cè)和國家資源統(tǒng)計(jì)、交易與管理的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，又是國家制定經(jīng)濟(jì)和資源政策及建設(shè)計(jì)劃、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的依據(jù)，因此各國都對(duì)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量分類給予了高度重視。(1)分類依據(jù)根據(jù)經(jīng)濟(jì)上的合理性、技術(shù)上的可行性、地質(zhì)資源的可靠性三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行儲(chǔ)量的分類

6、。 經(jīng)濟(jì)上的合理性根據(jù)經(jīng)濟(jì)意義將固體礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量分為：經(jīng)濟(jì)的(1) 數(shù)量和質(zhì)量是依據(jù)符合市場(chǎng)價(jià)格的生產(chǎn)指標(biāo)計(jì)算的邊際經(jīng)濟(jì)的(2M) 接近盈虧邊界次邊際經(jīng)濟(jì)的(2S) 當(dāng)前是不經(jīng)濟(jì)的，但隨技術(shù)進(jìn)步、礦產(chǎn)品價(jià)格提高、生產(chǎn)成本降低，可變?yōu)榻?jīng)濟(jì)的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)的(3) 無法區(qū)分是經(jīng)濟(jì)的、邊際經(jīng)濟(jì)的還是次邊際經(jīng)濟(jì)的經(jīng)濟(jì)意義未定的(?) 僅指預(yù)查后預(yù)測(cè)的資源量，屬于潛在礦產(chǎn)資源技術(shù)上的可行性根據(jù)可行性評(píng)價(jià)將固體礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量分為：可行性研究(1)、預(yù)可行性研究(2)和概略研究(3) 三個(gè)階段 地質(zhì)資源的可靠性根據(jù)地質(zhì)可靠程度將固體礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量分為： 探明的(1) 、控制的(2) 、推斷的(3)和預(yù)測(cè)的(4) 分別

7、對(duì)應(yīng)于勘探、詳查、普查和預(yù)查四個(gè)勘探階段 a探明的。礦床的地質(zhì)特征、賦存規(guī)律(礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模、礦石質(zhì)量、品位及開采技術(shù)條件)、礦體連續(xù)性依照勘探精度要求已經(jīng)確定，可信度高。b控制的。礦床的地質(zhì)特征、賦存規(guī)律(礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模、礦石質(zhì)量、品位及開采技術(shù)條件)、礦體連續(xù)性依照詳探精度要求已基本確定，可信度較高。c推斷的。對(duì)普查區(qū)按照普查的精度，大致查明了礦產(chǎn)的地質(zhì)特征以及礦體(點(diǎn))的展布特征、品位、質(zhì)量，也包括那些由地質(zhì)可靠程度較高的基礎(chǔ)儲(chǔ)量或資源量外推部分，礦體（點(diǎn))的連續(xù)性是推斷的，可信度低。d預(yù)測(cè)的。對(duì)具有礦化潛力較大地區(qū)經(jīng)過預(yù)查得出的結(jié)果，可信度最低。 (2)分類及編碼 依據(jù)

8、礦產(chǎn)勘察階段、經(jīng)濟(jì)意義、可行性評(píng)價(jià)及其結(jié)果、地質(zhì)可靠程度，并參考美國等西方國家及聯(lián)合國分類標(biāo)準(zhǔn)，中國將礦產(chǎn)資源分為3大類(儲(chǔ)量、基礎(chǔ)儲(chǔ)量、資源量)及16種類型。 儲(chǔ)量 指基礎(chǔ)儲(chǔ)量中的經(jīng)濟(jì)可采部分，用扣除了設(shè)計(jì)、采礦損失的實(shí)際開采數(shù)量表述。 基礎(chǔ)儲(chǔ)量 查明礦產(chǎn)資源的一部分，是經(jīng)詳查、勘探所控制的、探明的并通過可行性研究、預(yù)可行性研究認(rèn)為屬于經(jīng)濟(jì)的、邊際經(jīng)濟(jì)的部分，用未扣除設(shè)計(jì)、采礦損失的數(shù)量表達(dá)。 資源量 指查明礦產(chǎn)資源的一部分和潛在礦產(chǎn)資源，包括經(jīng)可行性研究或預(yù)可行性研究證實(shí)為次邊際經(jīng)濟(jì)的礦產(chǎn)資源，經(jīng)過勘察而未進(jìn)行可行性研究或預(yù)可行性研究的、內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)的礦產(chǎn)資源，以及經(jīng)過預(yù)查后預(yù)測(cè)的礦產(chǎn)資源。我

9、國1999年12月1日起實(shí)施的固體礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量分類國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T17766-1999)是我國固體礦產(chǎn)第一個(gè)可與國際接軌的真正統(tǒng)一的分類。(3)我國早期礦產(chǎn)儲(chǔ)量分級(jí)根據(jù)對(duì)礦床的勘探程度和工業(yè)用途，將儲(chǔ)量級(jí)別劃分如下： 開采儲(chǔ)量-A級(jí)； 設(shè)計(jì)儲(chǔ)量-B級(jí)、C級(jí)(原C1級(jí))； 遠(yuǎn)景儲(chǔ)量-D級(jí)(原C2級(jí))； 預(yù)測(cè)儲(chǔ)量。(一)開采儲(chǔ)量-A級(jí)A級(jí)儲(chǔ)量:是礦山生產(chǎn)期間準(zhǔn)備采出的儲(chǔ)量，它是由礦山生產(chǎn)部門在B級(jí)儲(chǔ)量基礎(chǔ)土經(jīng)生產(chǎn)勘探進(jìn)一步探明的儲(chǔ)量。在一般情況下， A級(jí)儲(chǔ)量是作為生產(chǎn)部門編制開采計(jì)劃所依據(jù)的儲(chǔ)量。 (二)設(shè)計(jì)儲(chǔ)量-B級(jí)、C級(jí)B級(jí)儲(chǔ)量：是地質(zhì)勘探期間所探獲的高級(jí)儲(chǔ)量。一般要求分布在礦體的淺部，即礦

10、山初期開采地段，作為礦山初期采準(zhǔn)設(shè)計(jì)的依據(jù)，并驗(yàn)證C級(jí)儲(chǔ)量的可靠程度。C級(jí)儲(chǔ)量：即原C1級(jí)儲(chǔ)量，是地質(zhì)勘探期間探獲的基本儲(chǔ)量，主要分布在設(shè)計(jì)開采范圍內(nèi)，是作為礦山設(shè)計(jì)和建設(shè)依據(jù)的主要儲(chǔ)量。 (三)遠(yuǎn)景儲(chǔ)量-D級(jí)D級(jí)儲(chǔ)量:即原C2級(jí)儲(chǔ)量，是作為進(jìn)一步布置地質(zhì)勘探工作和礦山建設(shè)遠(yuǎn)景總體規(guī)劃所依據(jù)的儲(chǔ)量。 (四)預(yù)測(cè)儲(chǔ)量根據(jù)區(qū)域地質(zhì)測(cè)量、礦床分布規(guī)律、區(qū)域構(gòu)造單元結(jié)合已知礦產(chǎn)地的成礦規(guī)律進(jìn)行預(yù)測(cè)的儲(chǔ)量。它只能作為編制普查工作遠(yuǎn)景計(jì)劃時(shí)的參考，或作為地質(zhì)普查找礦設(shè)計(jì)之用。二、礦石的品位礦石品位指礦石中有用組分的含量。品位有如下表示方法： (1)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%): 最常用的形式 (2)克/噸( g /t)

11、法: 多用于貴金屬礦 (3)毫克/噸( mg/t)或克拉/t: 用于金剛石礦 (4)克/立方米(g/m3)法: 多用于重金屬砂礦 (5)千克/立方米(kg/m3)法: 多用于石棉、云母等工業(yè)品位和邊界品位是國家(或勘探部門)規(guī)定的工業(yè)指標(biāo)，用于圈定礦體。工業(yè)品位是指圈定礦體時(shí)礦體或礦段平均品位必須達(dá)到的最低值。邊界品位是礦體邊部所允許的最低品位值，是用于區(qū)分礦石與廢石的臨界品位值。礦床中高于邊界品位的部分是礦石，低于邊界品位的是廢石。顯然，邊界品位定的越高，礦石量也就越小。三、儲(chǔ)量計(jì)算的一般過程 (1)圈定工業(yè)礦體的邊界線 儲(chǔ)量計(jì)算之前，需在各種勘探剖面圖、水平斷面圖上，根據(jù)工業(yè)指標(biāo)圈出礦體的

12、空間位置與形態(tài)，并將原始數(shù)據(jù)(如化學(xué)分析結(jié)果、礦體厚度、礦石密度等)進(jìn)行整理，計(jì)算出代表性的基本參數(shù)(如礦體平均品位、平均厚度、平均密度等)。 (2)計(jì)算礦體的體積 利用勘探剖面圖、水平斷面圖，或垂直縱投影圖上的礦體面積或投影面積乘以平均厚度得礦體體積。 V = SM ，V = SM (3)計(jì)算礦體的礦石量。用礦體體積乘以礦石的平均密度而得。(4)計(jì)算礦石內(nèi)有用組分的儲(chǔ)量。用礦石量乘以礦石的平均品位。 VQ QCP 四、儲(chǔ)量計(jì)算中常用的工業(yè)指標(biāo) 工業(yè)指標(biāo)：邊界品位、最低工業(yè)品位、最小可采厚度、最低工業(yè)米百分(或米克)值、夾石剔除厚度、剝離系數(shù)和有害組分最大允許含量。 第二章 礦石品位與儲(chǔ)量計(jì)算

13、 第一節(jié) 儲(chǔ)量的分類 第二節(jié) 儲(chǔ)量計(jì)算參數(shù)的確定 第三節(jié) 品位、礦量計(jì)算的垂直斷面法 第四節(jié) 品位、礦量計(jì)算的水平斷面法 第五節(jié) 三維塊狀模型一、礦體的圈定(一)可采邊界線 礦體的圈定是在儲(chǔ)量計(jì)算圖上，將工業(yè)指標(biāo)在礦體的邊界線圈定出來。按最小可采厚度和最低工業(yè)品位、或最低工業(yè)米百分值等礦產(chǎn)工業(yè)指標(biāo)所圈定的礦體界線稱為可采邊界線，由可采邊界線圈定的礦產(chǎn)儲(chǔ)量為表內(nèi)儲(chǔ)量。第二章 礦石品位與儲(chǔ)量計(jì)算 第一節(jié) 儲(chǔ)量的分類 第二節(jié) 儲(chǔ)量計(jì)算參數(shù)的確定 第三節(jié) 品位、礦量計(jì)算的垂直斷面法 第四節(jié) 品位、礦量計(jì)算的水平斷面法 第五節(jié) 三維塊狀模型（a）當(dāng)一條礦體在兩個(gè)相鄰斷面上的面積（S1和S2）相差不到40

14、時(shí)，兩斷面之間的礦體體積用下式計(jì)算：（b）當(dāng)兩個(gè)相鄰斷面上的面積相差大于40時(shí)，采用下式計(jì)算：（c）當(dāng)?shù)V體在二斷面間是楔形尖滅時(shí)，計(jì)算公式為：LSSV221LSSSSV32121LSV2計(jì)算出兩斷面間礦石塊段體積后，礦石塊段的礦量為：然后將所有塊段的礦量相加，即得礦床的總礦量。iiVq niiqQ1（1）對(duì)穿越礦體的每一鉆孔的樣品進(jìn)行“礦段樣品組合”，求出組合樣品的品位。（2）求出每一組合樣品的影響面積。該面積是以鉆孔為中線向兩側(cè)各外推二分之一鉆孔間距得到的礦體面積。（3）對(duì)組合樣品品位以其影響面積為權(quán)值進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，求出礦體在斷面上的平均品位。（4）一條礦體的總平均品位是該條礦體在各斷面

15、上的平均品位以斷面所代表的礦量為權(quán)值的加權(quán)平均值。niniiiilclC11/第二章 礦石品位與儲(chǔ)量計(jì)算 第一節(jié) 儲(chǔ)量的分類 第二節(jié) 儲(chǔ)量計(jì)算參數(shù)的確定 第三節(jié) 品位、礦量計(jì)算的垂直斷面法 第四節(jié) 品位、礦量計(jì)算的水平斷面法 第五節(jié) 三維塊狀模型 第六節(jié) 地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)法 礦量、品位計(jì)算第i個(gè)多邊形的質(zhì)量臺(tái)階礦石總量臺(tái)階礦石的平均品位HSTiiniiTT1niniiiisscc11/ciTT為標(biāo)注方便，圖中的品位是原品位的100倍 iiininiiiiniiiiiiiiCQPQCQCQQVQMSV111/第二章 礦石品位與儲(chǔ)量計(jì)算 第一節(jié) 儲(chǔ)量的分類 第二節(jié) 儲(chǔ)量計(jì)算參數(shù)的確定 第三節(jié) 品位、礦量

16、計(jì)算的垂直斷面法 第四節(jié) 品位、礦量計(jì)算的水平斷面法 第五節(jié) 三維塊狀模型 第六節(jié) 地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)法 ：niNiniNiibddcc111/bc 第二章 礦石品位與儲(chǔ)量計(jì)算 第一節(jié) 儲(chǔ)量的分類 第二節(jié) 儲(chǔ)量計(jì)算參數(shù)的確定 第三節(jié) 品位、礦量計(jì)算的垂直斷面法 第四節(jié) 品位、礦量計(jì)算的水平斷面法 第五節(jié) 三維塊狀模型 第六節(jié) 地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)法第六節(jié) 地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)法 地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)是由法國數(shù)學(xué)家Georges Matheron 于20世紀(jì)60年代創(chuàng)立的。在過去的幾十年中，地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)在理論上得到發(fā)展與完善，實(shí)踐中地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)被用于礦床的品位估算。一、區(qū)域化變量、協(xié)變異函數(shù)和半變異函數(shù)如果以空間一點(diǎn)為中心獲取一個(gè)樣品，

17、樣品的特征值X（z）是該點(diǎn)的空間位置z的函數(shù)，那么變量X即為一區(qū)域化變量。協(xié)變異函數(shù)（協(xié)方差） hzXEhzXzXEzXEhzXzXh, 2,hhzXzXhzXzXhhzXzX相關(guān)系數(shù)半變異函數(shù) 221hzXzXEh半變異函數(shù)與協(xié)變異函數(shù)之間的關(guān)系 hh2二、實(shí)驗(yàn)半變異函數(shù)及其估算設(shè)從礦床中獲得一組樣品，相距h的樣品對(duì)數(shù)為n（h），那么半變異函數(shù)（h）可以用下式估計(jì)： hniiihzXzXhnh1221三、半變異函數(shù)的數(shù)學(xué)模型實(shí)驗(yàn)半變異函數(shù)由一組離散點(diǎn)組成，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)很不方便，因此常常將實(shí)驗(yàn)半變異函數(shù)擬合為一個(gè)可以用數(shù)學(xué)解析式表達(dá)的數(shù)學(xué)模型。常見的半變異函數(shù)的數(shù)學(xué)模型有以下幾種：球狀模型、隨

18、機(jī)模型、指數(shù)模型、高斯模型、線性模型、對(duì)數(shù)模型等。四、半變異函數(shù)平均值的計(jì)算設(shè)在區(qū)域中有兩個(gè)幾何體和W，如果在V中任取一點(diǎn)z，在中任取一點(diǎn)z，z與z之間的距離為h，那么半變異函數(shù)在兩點(diǎn)上的值為（h），記為 （z，z）。半變異函數(shù)在V和W之間的平均值就是當(dāng)z取V中所有點(diǎn)、z取W中所有點(diǎn)時(shí)， （z，z）的平均值，即積分。 zinVinWzdzdzzzVWWV,1,如果幾何體W代表的是一個(gè)樣品，用w表示，樣品的中心位于z0，樣品值為X0，而且樣品的體積很小，不再劃分為子體，即n；如果V也代表一個(gè)樣品w，w的中心位于z0，w的取值為X0，w的體積很小，不再劃分為子體（n）；那么：式中， （w，w）稱為半變異函數(shù)在兩個(gè)樣品之間的“平均值”。00,zz五、克里金法(Kriging)參數(shù)估計(jì)克里金估值是在一定條件下具有無偏性和最佳性的線性估值;所謂線性估值線性估值，是指未知量 的估計(jì) 是若干個(gè)已知取樣值Xi的線性組合，即：niiivxb1vvniiininjjiijikV